Masquage acoustique : quand le son réécrit la réalité express
Si vous frappez dans vos mains dans une pièce vide, l'écho révélera sa taille et sa forme. Chaque objet — une chaise, un livre, une personne — ajoute sa signature à cet écho : le son s'y réfléchit d'une manière particulière. Les auteurs de l'article ont imaginé comment réécrire entièrement cette signature sonore. Ils ont entouré une région de l'espace d'une surface fermée de microphones et de haut-parleurs. Les microphones captent le son entrant, et les haut-parleurs répondent immédiatement avec un signal tel qu'à l'intérieur de la région, le silence s'installe — comme si rien ne s'y trouvait.
L'idée de base est simple. Si l'on sait précisément comment le son se propage depuis une source — c'est ce qu'on appelle la fonction de Green (une sorte d'« empreinte » d'une impulsion ponctuelle) —, on peut choisir un signal de réponse qui annulera toute onde externe. Cette astuce rend tout ce qui se trouve à l'intérieur invisible au son. C'est l'invisibilité acoustique. Mais les merveilles ne s'arrêtent pas là.
Si, au lieu d'un signal « annulant », on envoie aux haut-parleurs un autre signal, calculé à l'avance, tout son incident sera réfléchi comme si, à l'intérieur, se trouvait non pas l'objet caché, mais quelque chose de totalement différent. Par exemple, une caisse en bois sonnera comme une sphère de verre. C'est l'holographie acoustique. Et si l'on combine les deux approches, on peut faire sonner un objet exactement comme un autre — une sorte de métamorphose sonore.
Les chercheurs ont testé la méthode par simulation numérique tridimensionnelle. Les ondes sonores se propageaient pas à pas, comme des cercles à la surface de l'eau. Ils ont utilisé des impulsions brèves — des claquements secs — et ont montré que le système fonctionne en temps réel. De plus, les signaux nécessaires pour les haut-parleurs ont pu être extraits directement des données, sans calculs préalables complexes. Cela ouvre la voie à des dispositifs pratiques : des pièces insonorisées aux salles de concert dont l'acoustique se modifie en appuyant sur un bouton.
L'oreille humaine distingue la direction d'une source sonore avec une précision d'un degré — grâce à une infime différence de temps d'arrivée de l'onde entre l'oreille gauche et l'oreille droite.
Dans le roman « Harry Potter à l'école des sorciers », la cape d'invisibilité cache le héros aux yeux ; le masquage acoustique fait de même pour les oreilles.